土壤中重金屬的來源資料集

1、 1 / 9 土壤中重金屬的來源: 固體廢物的堆積、大氣沉降、污水灌溉、農業(yè)生產、金屬礦山土坡。 另外，重慶市屬于酸雨重污染區(qū)，隨著土壤酸度的增加，重金屬離子的溶解度逐漸增大，高濃度的有毒重金屬元素便會沉降和積累在表土層，致酸離子會與土壤膠體吸附的重金屬離子（鹽基離子）發(fā)生交換，造成土壤中被固定的重金屬發(fā)生淋溶，使得土壤中重金屬含量增加。 現有研究發(fā)現，土壤中過量的重金屬主要來自于污水灌溉、化肥農藥的大量使用、城市垃圾與污泥農用堆肥等。 造成土壤重金屬污染的原因可歸納為以下三方面。 (l)降塵影響降塵量年平均約252t/km， (1990)，降塵中含有的重金屬比土壤背景值高2.19一128.9

2、倍，成為土壤重金屬的主要來源。 (2)化肥影響化肥年用量達到97.1又10t (1990)，化肥中含有一定量的重金屬，大量施用化肥，使重金屬積累，帶來污染。 (3)渣肥影響施用未經無害化處理的渣肥，重金屬含量增加56.2一279.9%。 綜上所述，環(huán)境系統已受到不同程度的污染，影響最為普遍的是細菌，非金屬元素硫.重金屬中的汞以及鐵、錳等元素。 城市土壤是城市生態(tài)系統的重要組成部分，與自然土壤相比，它既繼承了原有自然土壤的某些特征，又具有獨特的成土環(huán)境與成土過程，表現出特殊的養(yǎng)分循環(huán)和生物學特征。 城市土壤定義為具有由城市產生的物質的混合、填充、埋藏和污染而形成的，厚度大于的人為表層的土壤。對于

3、城市生態(tài)系統來說，城市土壤是城市生態(tài)系統的主要組成部分之一，具有重要的生態(tài)、環(huán)境和經濟功能，也是城市污染物的源和匯。 2 / 9 土壤重金屬污染與工業(yè)活動、汽車尾氣的排放密切有關，城市表土和道路灰塵的重金屬可作為城市大氣污染的指示。 土壤重金屬污染物主要有汞、鍋、鉛、銅、鉻、鎳、鐵、錳、鋅等，砷雖不屬于重金屬，但因其行為與來源以及危害都與重金屬相似，故通常將砷也列入重金屬類進行討論。土壤重金屬污染是指人類活動將重金屬輸入十壤中，引起土壤重金屬含量明顯高于背景含量，并造成生態(tài)環(huán)境質量惡化的現象。 重金屬污染是土壤污染最重要的一個方面。隨著城市化進程加快，各種業(yè)污染物的出現是土壤重金屬污染的主要原

4、因。重金屬具有難降解、易積累、毒性大和隱蔽性、長期性、不可逆性等特點，不僅惡化了城市土壤生態(tài)環(huán)境，而且通過地面揚塵、地表徑流、污染的地下水、食物鏈等途徑嚴重危害城市居民的身體健康，因此城市土壤重金屬研究日益受到重視 城市土壤重金屬污染則主要來源于家庭活動、廢棄物處理、交通運輸、金屬礦開采和冶煉、制造業(yè)、加工業(yè)、發(fā)電廠、肥料場等外源污染。其中，礦物加工和冶煉、電鍍、塑料、電池、化工等行業(yè)是排放重金屬的主要工業(yè)源，它們以“三廢”形式不斷向城市土壤排放重金屬，在某些工廠企業(yè)周圍的土壤，含量甚至高達眺。城市交通運輸則是城市土壤重金屬污染的另一個重要來源，汽車尾氣排放、輪胎添加劑中的重金屬元素均可影響到

5、土壤中的含量，且這些元素的積累量都與交通流量有關洲。 城市土壤中重金屬主要來源于工業(yè)生產廢水、廢棄物以及汽車尾氣的排放，這也決定了重金屬在城市土壤中的空間分布規(guī)律。城市內不同的。幾地利用方式，對土壤中的重金屬含量有著顯著影響，而相同土地利用方式下的土壤重金屬污染狀況則表現出明顯的同一性?？傮w來說，城市土壤中重金屬含量要明顯高于郊區(qū)及遠離城卜的農田土壤的含量，城市土壤是郊區(qū)土壤重金屬污染的源。 由調查中得知,引用污水灌溉是重金屬污染的主要原因南岸區(qū)和沙坪壩區(qū)蔬菜地的地形地貌主要為山地和丘陵地,沒有直接用于灌溉的清潔水源,它們的主要灌溉水為池塘和地下水,因此部分蔬菜地引用城市污水進行灌溉。 3 /

6、 9 大氣粉塵的污染是蔬菜地重金屬污染的另一個重要原因調查中發(fā)現在蔬菜地附近存在的主要工業(yè)污染源有水泥廠、鋼鐵廠、農藥廠、電鍍廠和皮革廠。 垃圾肥帶進人們長期以來有蔬菜地施用垃圾肥的習慣,使重金屬隨垃圾肥進入土壤。 氣源重金屬微粒是農田重金屬污染的途徑之一，它的構成主要是金屬飄塵，不僅來自未經處理的工業(yè)廢氣排放，還來自生活能源燃煤的廢氣排放。 固體廢棄物污染: 含有較高重金屬的固體廢棄物或礦砂堆積也是農業(yè)環(huán)境中的重金屬污染源。 3結果與討論 綜合以上分析，城郊土壤重金屬含量特征表現 為： （1）城市郊區(qū)表層土壤由于其特殊的位置和功能， 容易受到污染。土壤中的Pb、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、

7、As 和 Hg 8大重金屬均有外源物質的進入。測試樣點單項污 染指數Hg 達污染級，綜合污染指數平均值1.7，屬于 輕度污染級。污染級污染樣點占52.38%。 （2）工業(yè)點源污染是主要原因之一。工廠周圍的 土壤重金屬單項污染指數和綜合污染指數較非工廠 周圍污染明顯要高。城市居民的生活垃圾，工業(yè)污染 物輸送到城市郊區(qū)較多，城市工廠大都建在城郊，因 而對于城市郊區(qū)工業(yè)污染物是重要的污染源，不容忽 4 / 9 視。 （3）不同利用方式對土壤重金屬的含量有著重要 的影響。比較菜地和水田這兩種城郊農業(yè)主要土地利 用方式，菜地的8大土壤重金屬單項污染質數和綜合 污染指數均高于水田。農業(yè)投入的物質數量和種類

8、以 及農業(yè)利用的集約程度是造成菜地土壤重金屬含量 高的主要原因。菜地本身其農業(yè)利用強度高于水田， 而對于城市郊區(qū)蔬菜的需求量更大，同時在經濟利益 的驅使，蔬菜種植多，農業(yè)投入和強度大，而且對于反 季節(jié)的大棚蔬菜的種植也增加，農業(yè)投入和強度更 大，有機肥的大量施用，豬糞等農家肥的不合理施用 都會造成土壤重金屬含量的增加。 綜上所述： 城郊表層土壤由于其特殊功能和位 置，其容易受到污染，污染主要原因為工業(yè)點源污染、 農業(yè)物質的投入、農業(yè)集約利用程度和強度的影響。 因此，保護城郊土壤、保證土壤資源可持續(xù)利用需從 工業(yè)污染點源的控制、農業(yè)物質投入控制、農業(yè)集約 利用程度和土壤資源保護相協調的幾個方面著

9、手，如 控制工廠排污之前需對污物凈化，城郊生活垃圾統一 處理、農家肥、有機肥使用前需對其進行必要處理，農 5 / 9 業(yè)利用強度需結合土壤保護等措施 。xx郊區(qū)土壤重金屬污染的空間分布 克里格插值法【8l是對區(qū)域變量進行無偏最佳估值 的一種可靠方法，采用軟件ArcGIS中普通克里格方法 (Ordinary Kriging)，對研究區(qū)域土壤重金屬單因子指數 值和內梅羅綜合指數進行捅值，并按照污染評價指數 等級進行重新分類，結果如圖2所示。 由圖可以看出，鄭州市土壤中Cd在西部已經超 出警戒線范圍，有向北發(fā)展的趨勢，但整體上尚沒有 引起明顯的危害。Hg在鄭州市北郊超出背景值的二級 標準，達輕污染，

10、部分甚至達到中度污染，Hg污染最為 嚴重的是惠濟區(qū)的老鴉陳村，已有很多研究9-12】表明此 地Hg污染較為嚴重，其來源主要有污水灌溉和噴灑 農藥。Pb的污染比較普遍，屬于輕度污染，是另一潛在 的污染源，尤其是老鴉陳及毛莊附近的Pb污染最為 嚴重，但Pb在土壤中和植物體中遷移性較差，在土壤 中易被固定；全區(qū)As的指數值除靠近城市的1個樣 點超出l以外，其余均在l以下，遠低于背景值，As可 能存在點源污染，即由于城市附近某些工廠的排放的 “三廢”，致使土壤中近郊As的含量有所提高。Cr單因 子指數絕大部分地區(qū)都高于3，屬于重度污染，cr來源 6 / 9 主要為工業(yè)廢水，管城區(qū)姚莊附近Cr含量最高，

11、也是 因為附近工廠較多，而且Cr在土壤中主要以C，形態(tài) 存在，土壤膠體對Cp有強烈的吸附作用，較快地被吸 附固定積累在表層，很少向下移動，因而造成土壤Cr 含量增加的主要原因。 同樣由于Cr的單因子指數極高貢獻率和鉛的單 因子指數較高貢獻率，使得全區(qū)綜合污染指數均超出 背景值，達到輕污染以上的程度，即全區(qū)的西南部處 于中度污染，其它大部分處于重度污染，嚴重污染的 將近占全區(qū)面積的一半。 1.2重金屬含量分析 土壤中重金屬含量委托國土資源部長春地質礦 產資源監(jiān)督檢測中心測試分析。用ADVANTXP +型 X射線熒光光譜儀采用X熒光光譜法(XRF)測定土 壤中的Cu、Cr、Zn和Pb,用AFS23

12、0E型原子熒光光 度儀采用原子熒光光度法(AFS)測定土壤中的As和 Hg,用M6型石墨爐原子吸收光譜儀采用石墨爐原子 吸收光譜法(GFAAS)測定土壤中的Cd。分析方法 均按照中國地質調查局地質調查技術標準(DD2005- 01)規(guī)定經過準確度和精密度檢驗,分析方法的準確 7 / 9 度和精密度均達到規(guī)范要求。樣品分析采用國家標 準物質(GSS系列)進行準確度和精密度質量監(jiān)控,監(jiān) 控結果表明分析結果準確可靠。各元素測試對數偏 差lgC均小于0. 05;報出率為100%;抽取10%的樣 品進行重復性檢驗,相對雙差RD小于10% ,分析合 格率均達到%。同時,測試分析數據均通過實驗 室經M 認證

13、。為更好地對長春市城區(qū)表層土壤重 金屬污染來源進行解析,同時測定了M 、O 3、O、 Fe 2O 3、MgO。 1.3主成分分析方法( PCA) 主成分分析法( PCA)是用來研究多個變量的相 關性的一種多元統計分析方法,它在較少損失原始變 量數據信息的前提下,用少量的因子代替原始變量, 達到對原始變量分類的目的,用以揭示原始變量之間 的內在聯系,把龐雜的原始數據按成因上的聯系進行 歸類,由果及因地歸納出幾條比較客觀的成因線索, 提供邏輯推理方向,以導出正確的成因結論,其原理 和算法可參考有關文獻 8 / 9 3 。本文運用SPSS11. 0統計 軟件包進行主成分分析,為消除變量之間在數量級和

14、 量綱上的差異,以使各類變量處于同等地位,采用Z 分數法( Z Socre)對重金屬含量數據進行標準化,標準 化后的變量,滿足其平均值為0,標準差為1?；谙?關系數矩陣進行主成分的提取,采用PCA法進行主因 子的提取。為使主成分變量更容易得到解釋,采用方 差極大正交旋轉法(VARIMAX normalized rotation)對 因子載荷矩陣進行旋轉,使得各變量在同一主成分上 載荷的平方向最大與最小兩極最大限度地分化開來, 也就是要使得每個主成分只在少數變量上集中著較 大的因子載荷,而在其余變量上的因子載荷為零或接 近為零。 2結果及討論 2.1xx城區(qū)表層土壤重金屬質量分數 長春市城區(qū)表層土壤重金屬元素質量分數分析 結果如表1所示。從表中可知,城區(qū)表層土壤中 w (As)、w (Hg)、w (Cr)、w ( Cu)、w ( Zn)、w ( Cd)及 w ( Pb)變化范圍較大,達平均值的483倍左右。 在95